Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. La publicación contribuyó con el artículo a Space.com. Voces de expertos: artículos de opinión y opiniones.
Alan Cooper es profesor en la Universidad Charles Sturt
Pavle Arsenović es un científico senior en la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida (BOKU).
La notable aurora de principios de mayo de este año demostró el poder que las tormentas solares pueden emitir como radiación, pero ocasionalmente el sol hace algo mucho más destructivo. Conocido como “eventos de partículas solares”, estas explosiones de protones directamente desde la superficie del sol puede dispararse como un reflector hacia espacio.
Los registros muestran que aproximadamente cada mil años Tierra es golpeado por un evento extremo de partículas solares, lo que podría causar graves daños a la capa de ozono y aumentar los niveles de radiación ultravioleta (UV) en la superficie.
Analizamos lo que ocurre durante un evento tan extremo en un Artículo publicado hoyTambién demostramos que en momentos en que la Tierra campo magnético es débil, estos eventos podrían tener un efecto dramático en la vida en todo el planeta.
El escudo magnético crítico de la Tierra
El campo magnético de la Tierra proporciona un capullo protector crucial para la vida, ya que desvía la radiación eléctricamente cargada del sol. En estado normal, funciona como un imán gigantesco con líneas de campo que se elevan desde un polo, dan vueltas y vuelven a descender en el otro polo, en un patrón que a veces se describe como una “toronja invertida”. La orientación vertical en los polos permite que parte de la radiación cósmica ionizante penetre hasta la atmósfera superior, donde interactúa con las moléculas de gas para crear el resplandor que conocemos como aurora.
Relacionado: Es posible que hayamos presenciado algunas de las auroras más fuertes en 500 años.
Sin embargo, el campo cambia mucho a lo largo del tiempo. tiempoEn el último siglo, el polo norte magnético se ha desplazado por el norte de Canadá a una velocidad de unos 40 kilómetros por año, y el campo se ha debilitado más del 6%Los registros geológicos muestran que ha habido períodos de siglos o milenios en los que el campo geomagnético ha sido muy débil o incluso totalmente ausente.
Podemos ver lo que sucedería sin el campo magnético de la Tierra observando Marteque perdió su campo magnético global en el pasado antiguo y, como resultado, la mayor parte de su atmósfera. En mayo, poco después de la aurora, Un fuerte evento de partículas solares golpeó a Marte. Interrumpió el funcionamiento de la Odisea en Marte nave espacial y provocó que los niveles de radiación en la superficie de Marte fueran aproximadamente 30 veces más altos que los que recibiría durante una radiografía de tórax.
El poder de los protones
La atmósfera exterior del Sol emite una corriente fluctuante constante de electrones y protones conocidos como “viento solar.” Sin embargo, la superficie del Sol también emite esporádicamente ráfagas de energía, principalmente protones, en eventos de partículas solares, que a menudo están asociados con erupciones solares.
Los protones son mucho más pesados que los electrones y tienen más energía, por lo que alcanzan altitudes más bajas en la atmósfera terrestre, excitando las moléculas de gas en el aire. Sin embargo, estas moléculas excitadas solo emiten rayos X, que son invisibles a simple vista.
Cientos de eventos de partículas solares débiles ocurren cada año. ciclo solar (aproximadamente 11 años), pero los científicos han encontrado rastros de eventos mucho más fuertes a lo largo de la historia de la Tierra. Algunos de los más extremos fueron miles de veces más fuertes que cualquier cosa registrada con instrumentos modernos.
Eventos extremos de partículas solares
Estos eventos extremos de partículas solares ocurren aproximadamente cada pocos mileniosEl más reciente ocurrió alrededor del año 993 d. C. y se utilizó para demostrar que los edificios vikingos en Canadá utilizaban Madera talada en el año 1021 d.C..
Menos ozono, más radiación
Más allá de su efecto inmediato, los fenómenos de partículas solares también pueden desencadenar una cadena de reacciones químicas en la atmósfera superior que pueden agotar el ozono. El ozono absorbe la radiación ultravioleta solar dañina, que puede dañar la vista y también el ADN (incrementando el riesgo de cáncer de piel), además de afectar el clima.
En nuestro Nuevo estudioUtilizamos grandes modelos informáticos de la química atmosférica global para examinar los impactos de un evento extremo de partículas solares.
Descubrimos que un evento de este tipo podría reducir los niveles de ozono durante un año aproximadamente, lo que elevaría los niveles de rayos ultravioleta en la superficie y aumentaría el daño al ADN. Pero si un evento de protones solares se produjera durante un período en el que el campo magnético de la Tierra fuera muy débil, el daño al ozono duraría seis años, lo que aumentaría los niveles de rayos ultravioleta en un 25% y aumentaría la tasa de daño al ADN inducido por el sol en hasta un 50%.
Explosiones de partículas del pasado
¿Qué probabilidad hay de que se produzca esta combinación mortal de campo magnético débil y fenómenos extremos de protones solares? Teniendo en cuenta la frecuencia con la que se produce cada uno de ellos, parece probable que se produzcan juntos con relativa frecuencia.
De hecho, esta combinación de acontecimientos puede explicar varios sucesos misteriosos del pasado de la Tierra.
El período más reciente de campo magnético débil, que incluye un cambio temporal entre los polos norte y sur, comenzó hace 42.000 años y duró unos 1.000 años. Varios eventos evolutivos importantes Ocurrió en esta épocacomo la desaparición de los últimos neandertales en Europa y la Extinciones de la megafauna marsupial incluido wombats gigantes y canguros en Australia.
Un acontecimiento evolutivo aún mayor también se ha relacionado con el campo geomagnético de la Tierra. El origen de los animales multicelulares a finales del período Ediacárico (hace 565 millones de años), registrado en fósiles en la cordillera Flinders del sur de Australiaocurrió después de un período de 26 millones de años campo magnético débil o ausente.
De manera similar, la rápida evolución de diversos grupos de animales en la Explosión Cámbrica (hace unos 539 millones de años) también se ha relacionado con el geomagnetismo y los altos niveles de rayos ultravioleta. La evolución simultánea de ojos y conchas corporales duras en múltiples grupos no relacionados se ha relacionado con la evolución de los ojos y las conchas corporales duras en múltiples grupos no relacionados. descrito como el mejor medio para detectar y evitar los dañinos rayos UV entrantes, en una “huida de la luz”.
Todavía estamos empezando a explorar el papel de la actividad solar y del campo magnético de la Tierra en la historia de la vida.